外源一氧化氮对铝胁迫下烟草叶片光能利用和光保护系统及活性氧代谢的影响

以云烟100(耐铝)和云烟105(铝敏感)为材料,采用水培法研究外源一氧化氮(NO)对铝胁迫下烟草植株生长、叶片活性氧含量、光合特性、叶绿素荧光参数、光呼吸和抗氧化酶活性的影响。结果表明,铝胁迫显著降低了烟草叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII光合电子传递量子效率(FPSII)和光化学猝灭系数(q P),提高了反应中心PSII过剩激发能,从而导致叶片超氧阴离子(O_2·)和过氧化氢(H_2O_2)含量升高,植株生物量下降。外源NO可显著提高铝胁迫下烟草叶片叶绿素含量、Pn、Fv/Fm、FPSII、q P和植株生物量,降低反应中心PSII过剩激发能和叶片O_2·、H_2O_2含量,且云烟105变化幅度高于云烟100。此外,外源NO还显著提高了铝胁迫下烟草叶片非光化学猝灭系数、光呼吸速率、超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,说明NO可通过提高烟草叶片光化学反应能力、热耗散、光呼吸以及抗氧化酶活性来降低反应中心PSII过剩激发能,防止或清除叶绿体内产生的活性氧,缓解铝对烟草的毒害,这种缓解效应在敏感基因型云烟105中表现更明显。     

一氧化氮对铝胁迫下烟草根系营养元素吸收和呼吸电子传递及内源激素含量的影响

为探明一氧化氮供体硝普钠(SNP)对铝胁迫下烟草幼苗生长和根系生理特性的促进作用,以耐铝型品种云烟100和铝敏感型品种云烟105为材料,采用水培法研究施加不同浓度SNP(0μmol/L、50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L、400μmol/L)对铝胁迫(200μmol/L)下烟草幼苗生长、根系营养元素吸收、呼吸电子传递及内源激素含量的影响。结果表明,铝胁迫下烟草生长受到明显抑制,根系营养元素(钙、镁、铁、铜)含量、各呼吸途径的呼吸速率(总呼吸、细胞色素呼吸、交替呼吸)和根尖生长素、赤霉素含量均显著下降,而根尖活性氧(O_2~(·-)、H_2O_2)和脱落酸含量显著升高。加入适宜浓度的SNP能显著缓解铝对烟草根系和地上部生长的抑制,提高根系钙、镁、铁、铜营养元素含量和各呼吸途径的呼吸速率,促进根尖生长素、赤霉素和脱落酸合成,并降低根尖活性氧(O_2~(·-)、H_2O_2)含量。在试验浓度范围内以施加100μmol/L的SNP对烟草铝毒害缓解效果最佳,而SNP为400μmol/L时缓解效果受到抑制。综上所述,100μmol/L的SNP可通过促进烟草根系对钙、镁、铁和铜营养元素的吸收,提高根系各呼吸途径的呼吸速率以降低根尖活性氧含量,以及维持根尖内源激素的平衡而缓解烟草铝毒害。     

外源Spd对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响

以黄瓜品种津春2号为材料,采用营养液栽培,研究了外源亚精胺(Spd)对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和抗氧化酶基因表达的影响。结果表明,NaCl胁迫下,黄瓜幼苗超氧阴离子自由基(O.2-)产生速率、H2O2含量、丙二醛(MDA)含量和电解质渗透率显著升高,而株高、茎粗和生物量显著下降;盐胁迫下喷施Spd明显上调了Cu/Zn-超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)基因的表达,提高了SOD、POD活性,显著降低了黄瓜幼苗O.2-产生速率、H2O2含量、MDA含量和电解质渗透率,且植株株高、茎粗和干鲜重下降幅度降低。表明外源Spd可通过上调盐胁迫下Cu/Zn-SOD和POD基因的表达,使SOD和POD酶活性升高,有效清除活性氧,从而缓解膜脂过氧化伤害,进而缓解盐胁迫对植株生长的抑制。     

外源NO对NaCl胁迫下黄瓜幼苗活性氧代谢的影响

研究了营养液水培下黄瓜在外源NO供体硝普钠(SNP)对NaCl胁迫下黄瓜幼苗活性氧代谢的影响,结果表明:NaCl胁迫明显抑制了黄瓜幼苗的生长,降低了保护酶活性,而NaCl胁迫下加入0.1 mmol/L SNP可以显著降低·O2-的积累,缓解NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制,同时能显著提高幼苗的可溶性蛋白含量,增强SOD...     

镉胁迫下外源钙对白菜氧化应激和NO含量的影响

为了解镉胁迫下外源钙对白菜生理响应的调控机制,通过水培实验研究了在Cd(100μmol·L-1)胁迫下Ca(5 mmol·L-1)对白菜(Brassica pekinensis)叶片钙离子和镉离子含量、ROS和MDA含量、抗氧化酶活性、还原性谷胱甘肽和内源NO含量变化的影响,并使用0.2 mmol·L-1的三氟拉嗪(TFP)研究了Ca2+-CaM信号在其中的转导功能。结果表明:(1)Cd胁迫降低了白菜叶片的Ca含量,而外源Ca增加了Ca含量并降低Cd含量,但TFP对叶片Ca、Cd含量无明显影响;(2)Cd诱导白菜叶片ROS爆发,引起质膜过氧化,并抑制了SOD活性,提高了APX、CAT和POD活性及GSH含量,增加了叶片过氧化压力,施加外源钙后降低了这种压力,而TFP的加入却降低了这种缓解作用;(3)Cd抑制了叶片NO含量,补充外源钙后提高了NO含量,而TFP降低了外源钙对NO的上调。研究可知,外源钙能降低白菜叶片Cd含量,增强Ca含量,并通过Ca2+-CaM信号途径调节抗氧化酶和GSH含量,维持叶片ROS平衡,提高叶片内源NO的表达,从而增强白菜Cd的耐性。     

外源一氧化氮对苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗生长及活性氧代谢的影响

【目的】苯丙烯酸是黄瓜根系分泌的毒性较大的酚酸类物质之一,与黄瓜的连作障碍有密切关系。研究外源一氧化氮对苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗生长及活性氧代谢的缓解作用,初步探讨NO缓解黄瓜幼苗苯丙烯酸胁迫的生理机制。【方法】采用营养钵土培的方法,研究外源一氧化氮(nitric oxide,NO)对200μmol·L-1苯丙烯酸胁迫下黄瓜(Cucumis sativus L.)幼苗生长、抗氧化酶系统和活性氧代谢的影响。【结果】100μmol·L-1NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)能显著缓解苯丙烯酸胁迫对黄瓜植株造成的伤害,可明显提高幼苗的生长量,增强叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,提高叶片叶绿素和脯氨酸(Pro)含量,降低了叶片丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量和超氧阴离子(产生速率。与100μmol·L-1SNP处理相比,50、200和400μmol·L-1SNP处理促进黄瓜幼苗生长、缓解叶片氧化损伤和提高抗氧化酶的活性的作用明显降低。【结论】外源NO能明显促进了苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗的生长,提高了抗氧化酶活性,降低了活性氧代谢,其中以100μmol·L-1SNP缓解效果最好。因此认为,外源NO的确能缓解苯丙烯酸胁迫对黄瓜植株的伤害,提高黄瓜幼苗对苯丙烯酸胁迫的耐性,减缓因自毒作用引起的连作障碍。     

铝胁迫对烟草叶片呼吸作用和活性氧代谢的影响

以2个不同耐铝性的烟草品种云烟100(耐铝)和云烟105(敏感)为材料,采用水培法研究不同铝浓度(0,50,100,200μmol/L)对烟草植株生长、叶片活性氧(ROS)含量、呼吸作用和线粒体抗氧化酶活性的影响。结果表明:随铝浓度的增加,烟草植株生物量显著下降,叶片O·-2和H2O2含量显著升高且敏感品种云烟105变幅更明显,表明烟草铝毒害与叶片ROS积累呈正相关。随铝浓度的增加,烟草叶片总呼吸、细胞色素呼吸和细胞色素氧化酶(COX)活性不断下降,而交替呼吸和丙酮酸含量先升后降,表明铝胁迫下烟草各呼吸途径的变化与COX活性受抑及丙酮酸对交替氧化酶活性的正向调控有关。铝胁迫下烟草叶片线粒体超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著升高,有利于清除细胞内产生的ROS。与敏感品种云烟105相比,耐铝品种云烟100在不同铝浓度胁迫下均表现出更高的交替呼吸、总呼吸、线粒体SOD和APX活性,说明铝胁迫下烟草叶片保持较高的呼吸作用(尤其是交替呼吸)以及线粒体SOD和APX活性与其抗铝性密切相关。     

铬胁迫对烟草叶片叶绿素荧光特性和活性氧代谢系统的影响

以福建省主栽烟草品种翠碧1号、K326和云烟87为材料,采用土培方法研究了铬(Cr)胁迫对烟草叶绿素荧光特性和活性氧代谢系统的影响。结果表明,以吸收光能为基础的总性能指数PIABS呈显著下降趋势,Cr胁迫首先影响了PSⅡ对光能的吸收和电子传递,降低PSⅡ反应中心活性,引起了发生在从PSⅡ供体侧(即OEC)到PSI末端电子受体还原整个光合电子传递链的光抑制伤害;铬添加量为30、60、90 mg/kg时,3种烟草叶绿素荧光诱导动力学曲线(O-J-I-P曲线)初始值与对照相比差异不大,未出现明显的K点;当铬添加量为90 mg/kg时,J-I-P段荧光值显著下降;低Cr添加量对烟草叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性有促进作用,高添加量则表现为抑制作用;烟草叶片过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量随Cr添加量的增加呈明显上升趋势,表明高浓度Cr胁迫对烟草叶片膜脂系统造成了氧化损伤,并超出了细胞内部的活性氧清除能力。铬对3个烟草品种的影响无显著差异。     

外源CaCl2预处理对高温胁迫烟草叶片光合作用的影响

 【目的】研究喷施不同浓度CaCl2对高温胁迫下烟草叶片光合荧光特性及活性氧清除酶系统的影响,探讨外源Ca2+对高温胁迫下烟草叶片光合作用的保护机制。【方法】以烟草品种K326为材料,喷施0、10、20、30 mmol?L-1CaC12,43℃高温处理2 h,测定处理前后及恢复1 d 后烟草叶片光合速率、叶绿素荧光诱导动力学曲线、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量和抗氧化酶活性等生理指标。【结果】高温胁迫下,CaCl2处理缓解了净光合速率(Pn)和PSII最大光化学效率(Fv/Fm)的降低程度。施钙显著缓解了PSII反应中心电子传递受阻程度和放氧复合体受破坏的程度,使PSII维持较高的活性。施钙明显激活了高温胁迫下烟草叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,减少了H2O2的积累;膜脂过氧化产物MDA含量显著降低。以喷施20 mmol?L-1 CaCl2时,烟草叶片的抗氧化酶活性较高,光合活性最高。【结论】施钙增强了烟草叶片抗氧化酶活性,H2O2的积累降低,从而减轻了高温胁迫对烟草叶片PSII反应中心和放氧复合体(OEC)的破坏,提高了烟草叶片的耐热性。     

活性氧与一氧化氮在逆境胁迫下的相互关系

简要介绍了逆境胁迫下活性氧、一氧化氮与其他信号分子之间的相互关系,非生物胁迫尤其是水分胁迫下活性氧自由基对植物的伤害机理及一氧化氖与活性氧的响应,生物胁迫植物抗病虫反应中一氧化氮与活性氧的表现及相互关系。     

植物一氧化氮及其对活性氧代谢的影响

介绍了植物一氧化氮(NO)的来源;论述了活性氧系统对NO的响应及NO对活性氧代谢调节的可能途径。     

生物有机肥对盐胁迫下小麦幼苗活性氧代谢的影响

在盆栽条件下,以豫麦49-198为试验材料,研究了盐胁迫下生物有机肥对小麦(Triticum aestivum L.)幼苗活性氧代谢的影响。结果表明,增施有机肥及生物有机肥在750~1 500 kg/hm2施用范围内小麦叶片超氧阴离子(O2-)产生速率均比施用无机肥明显降低,SOD和CAT活力、株高、地上部鲜重和干重则明显提高,以生物有机肥1 500 kg/hm2处理效应最强。     

活性氧和一氧化氮在植物-病原体互作反应中的作用

植物被病原体感染后,植物体内活性氧产量急剧增加,这一现象被称为氧爆。活性氧族包括如单线态氧^1O2、超氧阴离子自由基O2^-、氢过氧自由基HO2·、过氧化氢H2O2、羟自由基·OH等。与ROS关系密切的一氧化氮,属于活性氮族。ROS和NO参与植物生长发育调控和对环境胁迫的应答反应,特别是在对抗外来病原体的入侵的防卫过程中发挥了重要作用。本文主要讨论ROS和NO在植物与病原体相互作用中发挥的作用。     

外源NO对干旱下刺槐幼苗抗氧化特性的影响

采用盆栽试验,研究了外源一氧化氮(NO)处理对干旱条件下刺槐幼苗抗氧化特性的影响。结果表明,与正常水分(田间持水量的75%～80%)处理相比,干旱胁迫(田间持水量的45%～55%)处理显著提高了刺槐幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量、相对电导率和丙二醛(MDA)含量,增幅分别为33.3%、175%、31.4%、38%、150%和101.6%。与干旱胁迫处理相比,100μmol/L硝普钠(SNP)+干旱处理显著提高了刺槐幼苗叶片的SOD和POD活性、AsA和GSH含量,增幅分别为20%、81.8%、19.6%、27.5%,显著降低了相对电导率和MDA含量,降幅分别为32%、27.2%。这表明,外源NO处理可以缓解干旱胁迫对刺槐幼苗所造成的伤害。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗叶片氧化损伤的保护效应

研究了0.05 mmol/L、0.10 mmol/L和0.80 mmol/L的外源NO供体硝普钠(SNP)处理对100 mmol/LNaC l胁迫下番茄(Lycopersicon esculentumM ill.)幼苗叶片氧化损伤的影响。结果表明,在NaC l胁迫处理8 h和24 h时,与100 mmol/L NaC l单独处理相比,0.05 mmol/L和0.10 mmol/L SNP处理均显著提高了番茄幼苗叶片的抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX活性以及脯氨酸和可溶性糖含量,显著降低了丙二醛(MDA)和活性氧(O2.-)含量,而0.10 mmol/L SNP处理的效果比0.05 mmol/L处理的效果更好,0.80 mmol/L SNP处理的效果不明显。以上结果表明,外源SNP处理缓解番茄幼苗NaC l胁迫具有剂量效应,0.10 mmol/L SNP处理能显著提高番茄幼苗叶片的抗氧化能力,而且效果最好。     

外源一氧化氮对干旱胁迫下烤烟脂膜过氧化的抑制效应

为探究一氧化氮（NO）在干旱胁迫下对烤烟脂膜过氧化的抑制效应,采用盆栽试验研究了不同浓度NO供体硝普钠（sodium nitroprusside, SNP）对干旱胁迫下烤烟叶片和根系膜透性、MDA含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量的影响。结果表明：干旱胁迫下,烤烟叶片和根系膜透性,丙二醛（malondialdehyde, MDA）、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸（proline, Pro）、K+含量以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶（peroxidase, POD）活性明显提升,过氧化氢酶（catalase, CAT）显著降低;喷施0.25 mmol/L和0.50 mmol/L SNP分别使烤烟叶片、根系膜透性和MDA含量显著降低,抗氧化酶活性和渗透调节物质含量显著增加。说明外源SNP能有效提高烤烟抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,维持细胞膜系统稳定性,缓解干旱胁迫对烤烟细胞脂膜的氧化损伤,同时SNP在缓解干旱损伤时具有浓度效应,且烤烟不同器官对SNP浓度响应不同。     

外源水杨酸对机械损伤胁迫下合作杨活性氧代谢的影响

以1年生合作杨扦插苗为材料,研究了叶面喷施水杨酸（SA）预处理对机械损伤胁迫下叶片中抗氧化酶活性、过氧化氢（H2O2）含量以及氧自由基（O2-）.产生速率的影响。研究结果表明：SA能明显促进合作杨损伤叶片中O2-.产生速率和H2O2含量的增加,并对合作杨损伤叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和过氧化物酶（POD）活性具有抑制作用。因此,SA可能是通过抑制抗氧化酶的活性,使伤害信号分子H2O2获得积累,并由H2O2传递伤害信号,诱导了合作杨的伤害防御反应。